CN108119141A - 一种钻测一体化实验平台 - Google Patents
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Abstract
一种钻测一体化实验平台，包括牵引装置、动力装置、扭矩采集装置和载物台，载物台上放置试块并安装在牵引装置上，扭矩采集装置分别连接电机和钻杆，钻杆正对试块。本发明可对扭矩、给进力、钻杆直径、钻速等参数同时采集并进行实时连续监测，有效避免了钻屑法有效信息遗漏而出现漏报的现象，提高了测试的准确性，提高了生产作业的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于钻杆扭矩、给进力等参数与岩体力学性质之间的耦合关系的研究实验平台，尤其是一种钻测一体化实验平台，属于地质钻探领域。
背景技术
防止煤与瓦斯突出及冲击地压的发生，是井下安全生产的关键问题。因此煤岩硬度和煤岩性质的测定及其重要。如果无法准确地获得煤岩硬度、煤岩性质，在开采过程中煤层的瓦斯和煤岩层所赋存的能量不仅不能利用而且会引起严重的矿井灾害，造成无法估计的损失。
目前煤矿采用钻屑法预测冲击地压的危险性，但是采集指标单一，导致预测准确性较低；钻屑收集的过程中容易被风吹走，使钻屑量变少，容易产生误差。目前模拟井下测定煤岩性质、煤岩强度的实验平台还比较少。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种钻测一体化实验平台，能够有效避免钻屑法有效信息遗漏而出现漏报的现象，测试的准确性生产作业的安全性，结构简单，操作简便，实用性强。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括牵引装置、动力装置、扭矩采集装置和载物台，载物台上放置试块并安装在牵引装置上，扭矩采集装置分别连接电机和钻杆，钻杆正对试块。
相比现有技术，本发明的一种钻测一体化实验平台，利用牵引装置给予钻杆施加不同的进给力，以研究不同给进力对钻杆扭矩的影响，通过扭矩采集装置获得钻杆的扭矩、功率和钻速，通过分析不同参数对钻杆扭矩的影响规律，从而确定钻杆扭矩和煤岩硬度之间的关系。可见，本发明的实验平台可对扭矩、给进力、钻杆直径、钻速等参数同时采集并进行实时连续监测，有效避免了钻屑法有效信息遗漏而出现漏报的现象，提高了测试的准确性，提高了生产作业的安全性。这为在井下实际开采过程中防止煤与瓦斯突出和冲击地压的发生提供了有效的保障，同时也为煤岩巷道的安全开掘提供了理论支撑。除此之外，迅速、准确的掌握煤岩特征对巷道的安全掘进有着重要的意义，在巷道掘进过程中，有利于整个开采方案的计划和安排，有利于详细地制定井下作业的施工进度，达到安全高效生产的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图中，1、电机，2、联轴器，3、扭矩传感器，4、钻杆，5、挡板，6、试块，7、螺丝，8、载物台，9、滑块，10、工字导轨，11、计算机，12、扭矩功率仪，13、变频器，14、滑轮，15、钢丝绳，16、载重台，17、重物。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种钻测一体化实验平台，包括牵引装置、动力装置、扭矩采集装置和载物台8，载物台8上放置试块6并安装在牵引装置上，钻杆4正对试块6。所述的牵引装置包括载重台16、滑轮14、钢丝绳15、工字导轨10和滑块9，钢丝绳15一端固定在载重台16上，另一端连接在滑块9上，载重台16上放有重物17，滑块9设置在工字导轨10上，滑块9之上安装载物台8。由于重力，钢丝绳15牵引滑块9上的载重台16，使得钻杆4以一个恒定的给进力向试块6中打钻。通过改变载重台16上的重量，可以研究不同给进力对钻杆扭矩的影响规律。动力装置包括电连接的电机1和变频器13，变频器13可以控制电机1的转速，钻杆4通过扭矩传感器3相连。所述的扭矩采集装置包括扭矩传感器3、扭矩功率仪12和计算机11，扭矩传感器3的一端连接钻杆4，另一端通过联轴器2与电机1相连，计算机11通过扭矩功率仪12连接扭矩传感器3。钻杆4在打钻过程中，计算机11通过扭矩传感器3与扭矩功率仪12实时记录、显示钻杆4的扭矩、功率、钻速。试块6用挡板5上左右两侧的螺丝7固定在载物台8上。
接通电源，在载重台16中放入重物17，钻杆直径、试块6保持不变，利用变频器13改变电机1的转速，可以探究钻杆钻速对钻杆扭矩的影响规律；分别改变钻杆直径、载重台16上的重量、试块6种类，在其他因素保持不变的情况下可以探究钻杆直径、给进力、煤岩硬度对钻杆扭矩的影响规律。
本实施例的实验平台可对扭矩、给进力、钻杆直径、钻速等参数同时采集并进行实时连续监测，有效避免了钻屑法有效信息遗漏而出现漏报的现象，提高了测试的准确性，提高了生产作业的安全性。这为在井下实际开采过程中防止煤与瓦斯突出和冲击地压的发生提供了有效的保障，同时也为煤岩巷道的安全开掘提供了理论支撑。除此之外，迅速、准确的掌握煤岩特征对巷道的安全掘进有着重要的意义，在巷道掘进过程中，有利于整个开采方案的计划和安排，有利于详细地制定井下作业的施工进度，达到安全高效生产的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种钻测一体化实验平台，其特征是：包括牵引装置、动力装置、扭矩采集装置和载物台(8)，载物台(8)上放置试块(6)并安装在牵引装置上，扭矩采集装置分别连接电机(1)和钻杆(4)，钻杆(4)正对试块(6)。
2.根据权利要求1所述的一种钻测一体化实验平台，其特征是：所述的牵引装置包括载重台(16)、滑轮(14)、钢丝绳(15)、工字导轨(10)和滑块(9)，钢丝绳(15)一端固定在载重台(16)上，另一端连接在滑块(9)上，载重台(16)上放有重物(17)，滑块(9)设置在工字导轨(10)上，滑块(9)之上安装载物台(8)。
3.根据权利要求2所述的一种钻测一体化实验平台，其特征是：所述的动力装置包括彼此电连接的电机(1)和变频器(13)。
4.根据权利要求3所述的一种钻测一体化实验平台，其特征是：所述的扭矩采集装置包括扭矩传感器(3)、扭矩功率仪(12)和计算机(11)，扭矩传感器(3)的一端连接钻杆(4)，另一端通过联轴器(2)与电机(1)相连，计算机(11)通过扭矩功率仪(12)连接扭矩传感器(3)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种钻测一体化实验平台，其特征是：所述的试块(6)用挡板(5)上左右两侧的螺丝(7)固定在载物台(8)上。
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Cited By (1)
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2017
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